整体叶盘抛光技术浅析

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  [摘 要]整体叶盘是发动机的核心部件,叶片及流道的抛光过程是叶盘加工的重要步骤,其结构特点决定了传统的光工具、磨料和方法已经不适用,必须选择合适的工具、磨料和一种切实有效的方法才能进行抛光。本文简述了整体叶盘抛光过程
  [关键词]整体叶盘 抛光磨料工具抛光方法
  中图分类号:TG386 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)10-0226-01
  1、研究目标
  1.1、零件特点
  整体叶盘抛光叶片数量多、叶片之间间隙小、叶片型面扭曲大、精度高、研制周期短,传统抛光方法不适用,为了使零件按节点保质保量交付,必须选用一种切实有效的抛光方法。
  整体叶盘其特点是叶片数量多、叶片之间间隙小、叶身型面扭曲大、零件抛光后表面粗糙度要求高、抛光过程中易产生干涉碰撞。
  1.2、技术要求
  对整体叶盘的叶片、流道、叶片与流道的转接处及叶尖进行粗、精抛光加工。其中粗抛光应保证:a)各区域表面粗糙度。b)抛光表面不允许有划痕、切痕和压伤。规定截面的中间截面应平滑转接。d)保留叶片尖边。e)叶身型面和流道的轮廓度供参考防止过抛。f)抛光过程不准碰划伤叶片同时避免抛光高温带来的变形。g)抛光过程应避免火星飞溅叶片引起表面烧蚀。
  精抛光应保证:a)叶尖、叶身型面和转接R粗糙度。b)叶片全长上距进排气边缘范围内,不允许有横向加工痕迹。c)叶身型面与叶盘转接半径应仔细打磨并抛光,不允许有划伤、切痕和压伤。d)规定截面间的中间截面应平滑转接。e)叶身型面和流道的轮廓度供参考防止过抛。
  2、叶盘抛光
  整体叶盘是发动机的核心部件,其结构特点决定了传统的抛光工具、磨料和方法已经不适用,必须选择合适的工具、磨料和一种切实有效的方法才能进行抛光。
  2.1 工作准备
  工具为加长风动砂枪、电动吊磨,磨料规格为P100、A110、A65、A20的砂带,粒度分别为80#、150#和320#的砂帽以及与之相配套的砂帽载架;羊毛毡轮;粒度在600#~800#金相砂纸。同时应准备供叶盘抛光使用的吊杠和案台。
  2.2 叶盘粗抛光
  首先将铣加工痕迹打平。叶盘粗抛前的工序为数控铣,所以在叶身,流道和叶身与流道转接R处有数控铣削刀痕,而且个别刀痕还很深刻达到0.3mm左右。
  在叶盘抛光前应将抛光用的案台放置在一平稳处,并将平台表面清理干净避免因残留铁屑或其他杂物划伤,碰伤表面。在搬运叶盘过程中要保证3人以上,避免叶盘跌落造成磕碰伤。抛光前对叶片之间作好保护,例如可以在相邻叶片之间塞上海绵这样可以减少抛光变形的影响。抛光时步骤如下:第一步,先用加长风动砂枪使用的工位角度。人要站在抛修叶片的后方,尽量保证砂枪运动角度与叶片抛光处曲线相切,这样可以有效地避免砂枪运动过程中造成的叶身表面过切现象。同时在抛光过程中应该注意相邻叶片进行保护,避免工具运动造成的磕碰伤和砂带运动造成的失误过切。另外在抛光中还应该注意叶片进,排气边缘的尖边,避免因误操作产生的扫边现象。抛光过程中不能对同一叶片,同一区域进行长时间反复抛光,应该在不同叶片之间进行交替抛光,而且还应该避免火星飞溅至相邻叶片,这些措施可以有效避免烧伤现象的产生。第二步,用力度为P100的砂带对流道表面处铣加工痕迹进行抛光直至将抛光痕迹弄干净,再抛光流道时应该注意轮辐与流道相交处的尖边避免碰伤。另外在抛光流道时还应该注意叶身与流道转接R处的保护。因为两叶型之间的流道形状为一弧形曲线区域,而砂带形状为矩形,在砂带运动过程中极其容易对转接R刮伤造成过切。所以在抛光过程中应该使砂带运动轨迹沿着这些形状进行,避免产生过抛损坏流道轮廓度。第四步,用电动吊磨机套用粒度为80#的沙帽对叶盘与流道转接处进行抛光。转借R已经在上一工序数控铣当中形成,所以本道工序属于成型工具加工。抛光时首先对转接R上的接刀痕进行抛修,为此我们需要将叶盘穿在一横杠上进行抛光,这样才能使砂帽运动轨迹更好地沿着转借R的形状。接下来仍然使用该砂帽对上一步砂带无法抛修的地方进行加工,并使加工位置与周围圆滑转接。第五步,用电动吊磨机套用粒度为150#的砂帽对叶盘与流道转接R进行仔细抛光,使抛光后表面粗糙度达到要求。第六步,用加长风动砂枪套用粒度为A110的砂带对叶身处P100砂带抛光后残留的痕迹进行抛修,直到表面无粗砂带抛光残留痕迹,第七步,用加长风动砂枪粒度为A65的砂带对叶身进行抛光并保证抛光表面粗糙度达到要求,同时叶盘表面无铣加工,划痕残留。第八步,用酒精棉蘸丙酮将零件表面洗干凈。
  2.3 叶盘精抛光
  对整体叶盘的叶片,流道,叶片对流道的转接处及叶尖进行精抛光加工。抛光后保证叶盘表面符合要求,保证叶尖,叶身型面和转接R处粗糙度符合要求。叶片全长距进,排气边缘范围内,不允许有横向加工痕迹。规定截面应平滑转接。另外对叶尖,流到与轮辐交接边进行尖边倒圆。
  精抛光的主要目的是去除叶身、流道表面的化学层同时提高表面粗糙度。抛光步骤如下:第一步:先用加长风动砂枪套用粒度为A65的砂带对流道表面进行精抛光直至将表面符合要求,在抛光过程中,同样要注意转接R和流道轮廓。第二步,用电动套磨机套用粒度为150#的砂帽对叶盘与流道转接R进行仔细抛光,直至表面符合要求。第三步,用粒度为A20的砂带对流道表面进行精抛光直至表面粗糙度满足要求。第四步,用直径为φ10粒度为320#的砂帽对叶盘与流道转接R进行仔细抛光,直至表面粗糙度满足要求。第五步,用粒度为A20的砂带对流道表面进行精抛光直至表面粗糙度满足工艺规程要求。在抛光进排气边范围时应采用纵向抛光,以免残留横向加工痕迹影响发动机使用寿命。第六步,用粒度为600#-800#的金相砂纸对进排气边缘进行横向抛光。第七步,用粒度为A110的砂带对叶尖进行尖边到圆,使之符合要求,然后使用A20的砂带对叶尖进行仔细抛光,使粗糙度符合要求。第八步,用粒度为A110的砂带对流道与轮辐交接边进行尖边到圆,使之满足要求。在倒圆过程中要注意避免碰伤叶片。第九步,用专用羊毛毡轮对整体叶片表面细微痕迹进行处理。第十步,用酒精棉蘸丙酮将零件表面擦洗干净。
  3 结论
  采用砂带、纱帽对整体叶盘抛光是一种十分便捷有效地抛光方法,在产品研制初期它既可以节约研制成本又可以缩短产品交付周期。整体叶盘抛光完全不同于普通叶片抛光,它融合了很多新的工艺方法和新的工具、磨料使用,尽快掌握叶盘的抛光方法将为叶盘加工的发展奠定坚定的基础。
  参考文献
  《叶片制造技术》.
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